淺談水利工程施工中如何控制混凝土裂縫

曹明

（安徽瑞豐水利建筑有限公司 安徽蚌埠 233000）

淺談水利工程施工中如何控制混凝土裂縫

曹明

（安徽瑞豐水利建筑有限公司 安徽蚌埠 233000）

隨著水利工程在全國范圍內(nèi)的開展，對(duì)其施工的質(zhì)量要求也不斷提升，在水利工程施工過程中混凝土是必不可少的建筑材料，但是在實(shí)際施工中由于各方面因素的影響造成混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，對(duì)施工的質(zhì)量造成嚴(yán)重威脅，因此，研究出有效的控制混凝土裂縫的措施非常重要。本文主要研究水利工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因、檢測(cè)裂縫的方法，以及混凝土裂縫的控制措施。

混凝土裂縫；控制措施；水利工程

前言

水利工程施工中混凝土裂縫現(xiàn)象是指，在內(nèi)外因素的影響下混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生物理變化，從而降低了混凝土結(jié)構(gòu)的防水性、耐久性、物承載能力。混凝土裂縫會(huì)直接影響水利工程施工的質(zhì)量，還會(huì)使整個(gè)工程的實(shí)用性和美觀性大大降低。因此，目前水利工程施工中應(yīng)加大對(duì)混凝土裂縫控制措施的研究力度，保障水利工程施工的質(zhì)量。

1 水利工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.1 混凝土原材料混合不當(dāng)和水泥質(zhì)量的影響

原材料的混合和水泥的質(zhì)量是影響混凝土質(zhì)量的重要原因，一旦混凝土質(zhì)量得不到保障就會(huì)引起裂縫現(xiàn)象，從而威脅到施工工程的整體質(zhì)量。從原材料混合角度看，混凝土在開始攪拌時(shí)的石粒應(yīng)在5～35mm之間，攪拌中應(yīng)控制在20～35mm之間，混凝土的含沙率應(yīng)為0.35左右。但是在實(shí)際混凝土混合工作中常常會(huì)發(fā)生沒有按照規(guī)定比例進(jìn)行混合的現(xiàn)象，從而造成原材料的混合不當(dāng)，出現(xiàn)離析、沁水、保水性不達(dá)標(biāo)等問題，致使混凝土的收縮量增加，另外在混凝土混合時(shí)添加劑的不合理使用也會(huì)引起混凝土的混合不達(dá)標(biāo)。從而對(duì)混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。從水泥的質(zhì)量角度來看，在施工中一樣能夠根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和要求選用恰當(dāng)?shù)乃嘈吞?hào)，全面考慮水泥的現(xiàn)場(chǎng)特性、抗裂性等性能，一旦水泥的性能不達(dá)標(biāo)就很容產(chǎn)生混凝土裂縫現(xiàn)象[1]。

1.2 氣溫條件的影響

由于混凝土自身特性的原因，當(dāng)外界溫濕度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)影響混凝土的質(zhì)量，不同溫度、氣候、季節(jié)等下的混凝土的質(zhì)量也不相同。在水利工程施工過程中，在作業(yè)環(huán)境的溫度比較低的情況下，混凝土的表面會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，同時(shí)外部會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，而這種拉應(yīng)力大于其內(nèi)應(yīng)力的時(shí)候就會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫。而當(dāng)作業(yè)環(huán)境溫度較高時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一種拉應(yīng)力，若拉應(yīng)力大于其自身的抗壓力時(shí)也會(huì)造成混凝土裂縫。因此要采取相應(yīng)的保溫措施，避免混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象[2]。

1.3 地質(zhì)因素的影響

水利工程的施工地點(diǎn)通常位于人口稀少的地區(qū)，而這些地區(qū)的地質(zhì)往往會(huì)比較復(fù)雜，在特殊的季節(jié)里可能會(huì)發(fā)生地質(zhì)變動(dòng)。例如，夏季的地下水運(yùn)動(dòng)頻繁，就會(huì)對(duì)水利工程建筑產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊，使壩體承受超出其承受能力的力載荷，壩體的穩(wěn)固性若是不強(qiáng)，則很容易出現(xiàn)沉降裂縫。另外還會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B透能力大大減弱，甚至?xí)霈F(xiàn)坍塌事故[3]。

2 檢測(cè)水利工程施工中混凝土裂縫的方法

2.1 常規(guī)檢測(cè)

常規(guī)檢測(cè)主要是針對(duì)混凝土裂縫的表面特征進(jìn)行檢測(cè)，包括裂縫的形態(tài)變化、縫寬、表面縫長、走向、所在部位等。在檢測(cè)的使用通常使用人工目測(cè)的檢測(cè)方法，使用的檢測(cè)工具有塞尺、讀數(shù)放大鏡、米尺等。當(dāng)裂縫超過0.1mm就可以用肉眼識(shí)別，若是裂縫小于0.1mm，則需要在其表面灑水風(fēng)干進(jìn)行識(shí)別。在檢測(cè)裂縫表面特征的時(shí)候可以通過米尺測(cè)量縫長等，同時(shí)做好相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄，并通過記錄繪制出裂縫圖，將裂縫的特征準(zhǔn)確的描述出來，以便做出針對(duì)性解決措施[4]。

2.2 重點(diǎn)檢測(cè)

重點(diǎn)檢測(cè)是對(duì)影響水利工程整體質(zhì)量的裂縫、貫穿裂縫、深層裂縫、重要部位裂縫等進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)方法主要有鉆孔壓水法和鑿槽觀測(cè)。鉆孔壓水法主要是利用阻塞器、壓水設(shè)備，在裂縫中開展壓水試驗(yàn)，當(dāng)裂縫沒有滲水現(xiàn)象時(shí)，就可檢測(cè)出縫深。鉆孔間距為2～4m，鉆孔角度通常取值為60°、45°、30°（誤差不得大于2°），鉆孔的深度應(yīng)當(dāng)穿過縫面1～1.5m。壓水時(shí)保證壓水的準(zhǔn)確度，需對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗，壓水實(shí)驗(yàn)的壓力控制根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)而定，通常壓力選用0.1～0.4MPa。穩(wěn)定壓水時(shí)間應(yīng)大于0.5h。鑿槽觀測(cè)方法主要是通過手工鑿、風(fēng)鉆、風(fēng)鎬等根據(jù)對(duì)裂縫進(jìn)行下鑿，縫深即為下鑿的深度。但是這種方法存在弊端，下鑿的過程中會(huì)產(chǎn)生灰渣等掩蓋縫面，會(huì)造成較大的檢測(cè)誤差，同時(shí)在較深的裂縫中，下鑿工作的難度較大。因此這種檢測(cè)方法只適用于淺層裂縫、臨時(shí)縫深檢測(cè)[5]。

2.3 儀器檢測(cè)

在儀器檢測(cè)時(shí)可以選用超聲波檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)：①在裂縫的兩側(cè)進(jìn)行鉆孔，并保證兩孔是垂直對(duì)稱的，孔徑應(yīng)大于60mm，同時(shí)還要保證縫面和鉆孔相交應(yīng)當(dāng)避開冷卻水管、埋件、鋼筋等。②將孔內(nèi)注滿清水。同時(shí)由淺至深插入儀器的接受探頭、發(fā)射探頭，每次探測(cè)時(shí)下移20～50cm為宜，逐步檢測(cè)出超聲波的實(shí)際波形。③根據(jù)檢測(cè)出的數(shù)據(jù)繪制出超聲波振幅圖，根據(jù)超聲波在不同介質(zhì)中傳遞會(huì)出現(xiàn)不同的速度的特點(diǎn)，繪制出的振幅圖也會(huì)有不同的變化，混凝土從有裂縫到無裂縫也會(huì)產(chǎn)生不同的振幅，從而可以清晰的反應(yīng)出裂縫的深度，如圖1所示。

圖1 超聲波檢測(cè)圖

3 控制水利工程施工中混凝土裂縫的措施

3.1 選用恰當(dāng)?shù)脑牧线M(jìn)行合理的混凝土混合

選擇混凝土原材料時(shí)應(yīng)當(dāng)選用優(yōu)質(zhì)的水泥材料，水泥的強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)與混凝土強(qiáng)度一致，同時(shí)水泥的水化熱度應(yīng)當(dāng)較低一些，以便降低混凝土內(nèi)部水化熱能，避免出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。同時(shí)在混合的時(shí)候應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)脑鰷p水泥量。另外砂石料應(yīng)當(dāng)選用級(jí)配好、強(qiáng)度高、顆粒大的優(yōu)質(zhì)材料，保證其含沙量不超過1%，以便對(duì)混凝土的孔隙率進(jìn)行有效控制。在混合混凝土的時(shí)候要多次實(shí)驗(yàn)，找出最佳的配合比例。還可以摻入粉煤灰，粉煤灰具有如表1所示的性質(zhì)。

表1 粉煤灰的性質(zhì)

根據(jù)其性質(zhì)可以看出，其具有較好的性能，在混合時(shí)加入粉煤灰能夠提高混凝土的和易性和抗腐蝕性，減少混凝土的收縮。另外再使用添加劑時(shí)需合理使用，常溫的環(huán)境下應(yīng)使用能夠堿水劑，溫度較低的環(huán)境下應(yīng)使用抗凍型的復(fù)合添加劑，從而降低混凝土裂縫的發(fā)生率，提高工程的質(zhì)量。

3.2 嚴(yán)格控制混凝土的施工過程

對(duì)混凝土施工過程進(jìn)行嚴(yán)格控制也有利于避免混凝土裂縫的發(fā)生。如，對(duì)進(jìn)入初凝過程的混凝土和澆筑過的混凝土進(jìn)行振搗工作，讓混凝土進(jìn)行再次液化過程，將其自身多于的水膜和粗大骨料消除，保證混凝土構(gòu)件的均勻和穩(wěn)定，防止混凝土發(fā)生塑性裂縫和沉陷裂縫現(xiàn)象。或者在混凝土施工之后及時(shí)進(jìn)行保溫和保濕控制，如在混凝土表面用保護(hù)膜進(jìn)行覆蓋，減少外界氣溫變化對(duì)混凝土的影響。從而有效避免了水利工程施工中混凝土裂縫的發(fā)生[6]。

3.3 引進(jìn)先進(jìn)的混凝土施工技術(shù)

引進(jìn)先進(jìn)的混凝土施工技術(shù)能夠?yàn)樗こ淌┕さ馁|(zhì)量提供技術(shù)保障。如二次振搗技術(shù)，使用該技術(shù)可以有效的控制混凝土裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，現(xiàn)代化的機(jī)械振搗方式與傳統(tǒng)的手工振搗相比可以更加有效的減少混凝土的收縮。振搗技術(shù)的機(jī)械性能不同，使其振搗時(shí)間也會(huì)有所差異，但5～15S/次即可。另外還可以使用二次抹壓技術(shù)，可有效避免混凝土的塑性收縮裂縫、沉縮裂縫、干縮裂縫，同時(shí)還能夠提高混凝土的強(qiáng)度和平整度。

4 結(jié)論

綜上所述，通過對(duì)水利工程施工中的混凝土裂縫的控制方法的研究，從中可以了解到混凝土產(chǎn)生裂縫將對(duì)工程的質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響，找出其發(fā)生的原因，采用針對(duì)性的控制措施，有利于降低混凝土裂縫的發(fā)生率，從而使水利工程的施工質(zhì)量得到有效的保障。

[1]張健，張立真，付巖.淺談水利施工中混凝土工程質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].河南科技，2013，07：71.

[2]張磊.水利工程混凝土施工裂縫成因及控制措施[J].陜西水利，2013，06：101～103.

[3]梁麗霞.水利工程混凝土施工裂縫控制與處理[J].甘肅科技，2010，05：150～152.

[4]侯莉娜，杜道兵，岳峰.水利工程施工如何控制混凝土質(zhì)量[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，23：419～420.

[5]銀花.淺談水利工程中混凝土施工存在的危害及控制方法[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2012，04：85～86.

[6]張沖，孔祥龍.淺談水利工程混凝土施工的質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2012，08：56～58.

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2015-11-2